Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:А ты хочешь знать химию. Учебно-справочное пособие для старшеклассников и абитуриентов
.pdf
водное, теплопроводное, взаимодействует с неметаллами,
с соляной и серной кислотами (в азотной кислоте пассивируется — покрывается защитной плёнкой, а поэтому не взаимодействует с азотной кислотой). Хром — металл с точки зре-
ния свойств простого вещества.
Рассмотрим хром с точки зрения свойств, которые проявляют его соединения. Соединения хрома: CrO — оксид хрома
(II) — основной оксид, которому соответствует гидроксид —
основание Cr(OH)
Оксид хрома (III) Cr
соответствует амфотерный гидроксид Cr(OH)
— гидроксид хрома (II).
2
— амфотерный оксид, которому
2O3
— гидроксид
3
хрома (III).
Оксид хрома (VI) CrO
ответствуют две кислоты: хромовая H
H
2Cr2O7
кислоты.
— кислотный оксид, которому со-
3
CrO4 и двухромовая
2
Таким образом, соединения хрома с низкой степенью окисления, характерной для металлов (оксид хрома (II) CrO и гидроксид хрома (II) Cr(OH)
рактерно для соединений металлов), оксид хрома (III) Cr
гидроксид хрома (III) Cr(OH)
оксид хрома (VI) CrO
вая H
2Cr2O7
кислоты имеют кислотный характер (что харак-
), имеют основной характер (что ха-
2
имеют амфотерный характер, а
, а также хромовая H2CrO4 и двухромо-
3
3
2O3
и
терно для соединений неметаллов).
Итак, с повышением степени окисления хрома от +2 до
+6 свойства его оксидов и гидроксидов закономерно изменяются от основных через амфотерные к кислотным.
Рассмотрев свойства соединений хрома, отмечаем, что
хром-элемент обладает амфотерными свойствами.
Из элементов побочной подгруппы VII группы рассмотрим
марганец.
С точки зрения строения атома марганец — металл, так
как на внешнем слое атома имеет два валентных электрона.
С точки зрения свойств простого вещества марганец — металл, так как марганец — твёрдое вещество серебристо-белого
цвета, непрозрачное, электропроводное и теплопроводное
с температурой плавления 1260 °С. Из разбавленных кислот
легко вытесняет водород, взаимодействует с неметаллами
(кислородом, серой, азотом, фосфором, кремнием). С железом
марганец образует сплавы в любых количественных соотношениях. В соединениях марганец может проявлять разную
валентность и разные степени окисления.
Рассмотрим марганец с точки зрения свойств, которые
проявляют его соединения, в которых он имеет разные степе-
231
ни окисления. Из всех его соединений рассмотрим те, которые помогут нам понять, почему марганец — переходный металл: известен оксид марганца (II) MnO, в котором валентность марганца равна двум (что характерно для металлов);
оксид марганца (II) MnO — основный оксид, которому соответствует гидроксид марганца (II) Mn(OH)
– основание (что
2
тоже характерно для металлов); марганец имеет оксид марганца (IV) MnO
— амфотерный, со слабо выраженными
2
основными и кислотными свойствами, которому соответствует амфотерный гидроксид марганца (IV) Mn(OH)
оксид марганца (VII) Mn
, в котором валентность марганца
2O7
. Есть также
4
равна семи (что характерно для неметаллов); оксид марганца
(VII) Mn
дроксид — кислородсодержащая марганцовая кислота HMnO
— кислотный оксид, которому соответствует ги-
2O7
.
4
Делаем вывод, что в соединениях (оксидах и гидроксидах)
марганец проявляет как свойства металла, так и неметалла,
т. е. марганец-элемент обладает амфотерными свойствами,
но учитывая строение его атома и свойства простого вещества,
мы можем утверждать, что в нём преобладают свойства металла, а поэтому марганец можно отнести к переходным металлам.
Из элементов побочной подгруппы VIII группы рассмо-
трим железо.
Железо образует два ряда соединений со степенями окисления +2 и +3. Оксид железа (II) FeO — основный оксид и ему
соответствует гидроксид — основание Fe(OH)
железа (II). Оксид железа (III) Fe
гидроксид Fe(OH)
обладают слабо выраженными амфотерны-
3
и соответствующий ему
2O3
— гидроксид
2
ми свойствами с преобладанием основных. Кроме солей железа, в которых железо проявляет степень окисления +2 и +3,
известны ферраты (феррат калия K
BaFeO
) — соли железной кислоты H2FeO4, не существующей
4
FeO4 и феррат бария
2
в свободном состоянии. В солях железной кислоты железо
имеет степень окисления +6 и железо в этих соединениях входит в состав кислотного остатка (что характерно для неметаллов).
232
Соли
Таблица 19
соединения
Водородные
Гидрид
лития
LiH
Гидроксид
лития
LiOH
Гидрид
натрия
NaH
Гидроксид
натрия
NaOH
Гидрид
калия
KH
Гидроксид
калия
KOH
Гидрид
рубидия
RbH
Гидроксид
рубидия
RbOH
Гидрид
цезия
CsH
Гидроксид
цезия
CsOH
Гидрид
франция
FrH
Гидроксид
франция
FrOH
воде вещества
а поэтому соли — твёрдые, нелетучие, тугоплавкие, растворимые в
Соли щелочных металлов имеют ионную кристаллическую решётку,
шётку, а поэтому гидриды — твёрдые, нелетучие вещества
Гидриды щелочных металлов имеют ионную кристаллическую ре-
римость оснований увеличивается
ряются в воде. С возрастанием заряда атомного ядра элемента раствоа поэтому они — твёрдые, нелетучие, тугоплавкие вещества. РаствоГидроксиды — основания имеют ионную кристаллическую решётку,
ядра элемента растворимость оксидов увеличивается
дроксиды –основания (щёлочи). С возрастанием заряда атомного
Оксиды растворяются в воде, взаимодействуют с водой, образуя ги-
гидроксиды — основания (щёлочи)
O
Оксиды — основные и соответствующие им
2
Оксид лития
Li
O
2
Оксид натрия
Na
Оксид калия
O
2
K
ства
= 7
Простые веще-
пень
окис-
Литий
ления
Li
r
M
0+1
Сравнительная характеристика элементов главной подгруппы I группы
Схемы строения атомов Сте-
n =1 n =2
+3 ) )
2 1
Li — литий Li
=23
r
Натрий Na M
Калий K M
0+1
1
3s
6
1
2s
2
1s
Na — натрий Na
2p
2
2s
2
n=1 n=2 n=3
K — калий K
+11 ) ) )
2 8 1
1s
n=1 n=2 n=3 n=4
233
O
2
Оксид рубидия
Rb
= 39
r
0+1
+19 ) ) ) )
2 8 8 1
= 85
r
Рубидий Rb M
0+1
1
5s
0
f
0
d
1
4s
0
d
6
p
2
3s
6
2p
2
2s
2
1s
Rb — рубидий Rb
6
p
2
4s
10
d
6
p
2
3s
6
2p
2
2s
2
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5
+37 ) ) ) ) )
2 8 18 8 1
1s
O
2
Оксид цезия
Cs
O
2
Оксид франция
Fr
блеском, пластичные, ковкие, электро- и теплопроводные
поэтому они — твёрдые, нелетучие, непрозрачные с металлическим
Все вещества имеют металлическую кристаллическую решётку, а
=133
Цезий
Cs
M
0+1
r
= 223
Франций Fr M
0+1
r
талличность возрастают
С увеличением радиуса атома элементов химическая активность, ме-
1
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
Cs — цезий Cs
+55 ) ) ) ) ) )
2 8 18 18 8 1
6s
Fr — франций Fr
1
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7
+87 ) ) ) ) ) ) )
2 8 18 32 18 8 1
7s
прочность молекул уменьшается
а поэтому они — летучие. С возрастанием порядкового номера элемента
Водородные соединения имеют молекулярную кристаллическую решётку,
Таблица 20
соединения
Водородные
гидроксиды
Простые вещества Оксиды и соответствующие им
..
..
Метан
СН4 Н
Н :С: Н
Н
3
CO
2
Угольная
кислота
H
В чистом
виде не
Оксид
углерода (IV)
CO2Кислотный оксид,
растворим в воде
=12
r
Алмаз С — твёрдое,
Графит С — твёрдое,
прозрачное
вещество
M
Силан
Газ
Кремниевая
существует
Оксид
непрозрачное
с металлическим
блеском
Кремний Si
4
SiН
Газ
3
SiO
2
кислота
H
Нерастворимая
2
кремния (IV)
SiO
Кислотный оксид,
=28
r
Твёрдое вещество
с металлическим
M
4
Герман
GeН
Ядовитый
3
GeO
2
Германиевая
кислота
в воде
нерастворим в воде
блеском, хрупкое;
H
2
Оксид
германия (IV)
GeO
=73
r
полупроводник
Твёрдое вещество
Германий Ge
M
Станнан
газ
Тетрагидроксид
Нерастворимая
в воде
Оксид олова (IV)
Кислотный оксид,
нерастворим в воде
с металлическим
блеском;
полупроводник
Олово Sn
4
SnН
Ядовитый
газ
4
олова Sn(OH)
Амфотерный
гидроксид,
в воде
2
SnO
Амфотерный оксид,
нерастворим в воде
=119
r
Твёрдое вещество
с металлическим
блеском, электро-
M
Плюмбан
Тетрагидроксид
не растворяется
Оксид свинца (IV)
и теплопроводное,
пластичное,
легкоплавкое
Свинец Pb
4
PbН
Ядовитый
газ
дов и гидроксидов ослабевают, а основные свойства увеличиваются
С возрастанием заряда атомного ядра элементов кислотные свойства окси-
4
свинца Pb(OH)
Амфотерный
гидроксид,
в воде
не растворяется
2
PbO
Амфотерный оксид,
нерастворим в воде
ядра неметаллические свойства ослабевают, а металлические усиливаются
Образуют аллотропные видоизменения. С возрастанием заряда атомного
=207
r
Твёрдое вещество
с металлическим
блеском, электро-
и теплопроводное,
пластичное,
M
легкоплавкое
окис-
ления
.
Сравнительная характеристика элементов главной подгруппы IV группы
Схемы строения атомов Сте пень
0–4+4
.
С:
2
2p
2
2s
2
n =1 n =2
+6 ) )
2 4
С — углерод
1s
0–4+4
2
.
Si:
.
Si — кремний
3p
2
3s
6
2p
2
2s
2
n=1 n=2 n=3
+14 ) ) )
2 8 4
1s
0–4+4
2
4p
2
4s
.
10
Ge:
.
Ge — германий
d
6
p
2
3s
6
2p
2
2s
2
n=1 n=2 n=3 n=4
+33 ) ) ) )
2 8 18 4
1s
234
0–4+4
2
5p
2
.
Sn:
.
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5
+50 ) ) ) ) )
2 8 18 18 4
Sn — олово
5s
Pb:
.
Pb — свинец
0–4+4
таллические свойства усиливаются
С увеличением радиуса атома неметаллические свойства ослабевают, а ме-
2
6p
2
.
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
+83 ) ) ) ) ) )
2 8 18 32 18 4
6s
Соеди-
нения с
метал-
Таблица 21
соединения
Водородные
лами
Образо-
вание
Аммиак
NH3 H
соедине-
ний с ме-
таллами
харак-
..
..
:N:H
H
Фосфин
терно для
азота и
фосфора
..
..
PH3 H
:P:H
H
Арсин
AsH3 H
..
..
:As:H
H
..
Стибин
SbH3 H
..
:Sb:H
H
..
..
Висмутин
BiH3 H
:Bi:H
кового номера элемента прочность молекул уменьшается
решётку, а поэтому они – летучие вещества. С возрастанием порядВодородные соединения имеют молекулярную кристаллическую
H
оксидов и гидроксидов ослабевают
С возрастанием порядкового номера элемента кислотные свойства
3
Азотная
кислота
HNO
4
PO
3
Фосфорная
кислота
H
жащие кислоты
5
O
ветствующие им кислородсодер-
Простые вещества Оксиды — кислотные и соот-
2
Оксид
азота (V)
N
Растворим
=28
r
2
M
Бесцветный
газ
5
O
2
в воде
Оксид
фосфора (V)
P
=31
r
M
Твёрдое вещество
Растворим
в воде
(белого, красного,
чёрного цвета)
ния
окисле-
0 –3 +5 Азот N
.
.
.
Сравнительная характеристика элементов главной подгруппы V группы
Схемы строения атомов Степень
n =1 n =2
N — азот :N
0 –3 +5 Фосфор Р
.
.
:P
3
2p
2
2s
2
P — фосфор
+7 ) )
2 5
1s
.
3
.
n=1 n=2 n=3
.
3p
2
3s
6
2p
2
2s
2
+15 ) ) )
2 8 5
1s
4
AsO
3
Мышьяковая
кислота
H
5
O
2
Растворим
Оксид
мышьяка (V)
Аs
=75
r
M
Твёрдое хрупкое
вещество (жёлтого,
0 –3 +5 Мышьяк As
3
2
.
10
6
2
6
2
2
As — мышьяк :As
n=1 n=2 n=3 n=4
+33 ) ) ) )
2 8 18 5
4
SbO
3
Сурьмяная
кислота
H
5
O
2
в воде
Оксид
сурьмы (V)
Sb
=122
r
M
серого цвета)
Твёрдое хрупкое
0 –3 +5 Сурьма Sb
4p
.
4s
.
.
d
p
3s
2p
2s
Sb — сурьма :Sb
1s
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5
+51 ) ) ) ) )
3
Известны
соли
состава
MeBiO
5
O
Очень мало
растворим
в воде
вещество (жёлтого,
серебристого цвета),
проводит элек-
2
Мало
Оксид
трический ток)
изучен
висмута (V)
Bi
=209
r
M
Твёрдое вещество
с металлическим
блеском проводит
0 –3 +5 Висмут Bi
3
5p
.
2
.
.
2 8 18 18 5
Bi — висмут :Bi
5s
3
6p
2
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 n=6
+83 ) ) ) ) ) )
2 8 18 32 18 5
6s
интенсивность окраски простых веществ
С возрастанием молекулярной массы увеличиваются плотность и
Аллотропия характерна для фосфора, мышьяка и сурьмы.
электрический ток,
хрупкое
ослабевают и усиливаются металлические свойства
С увеличением радиуса атома неметаллические свойства
235
таллами
Соедине-
ния с ме-
Таблица 22
Соедине-
ния с ме-
таллами —
твёрдые,
нелетучие,
тугоплав-
кие
сила кислот увеличивается
танием порядкового номера элемента прочность молекул уменьшается и
ку, а поэтому они – летучие. Их растворы в воде — кислоты. С возрасВодородные соединения имеют молекулярную кристаллическую решёт-
..
соединения
Водородные
Вода —
летучая
–
..
О H:O:
2
жидкость
Н
H
..
Серо-
водород —
газ
4
SO
2
Серная
кислота
H
..
S Н:S:
2
H
Н
Сернис-
тая
кислота
кислоты
3
Оксиды — кислотные и соответ-
ствующие им кислородсодержащие
–
Простые
вещества
— кис-
2
О
лород,
бесцвет-
— озон,
3
газ
ный газ
О
Оксид
серы (VI) SO
=32
r
Сера S
M
2
Растворим
в воде
Оксид
серы (IV) SO
кристал-
лич.,
жёлтого
цвета
пластиче-
Растворим
+4
ния
окисле-
Степень
0–2–
.
O:
..
.
атомов
Сравнительная характеристика элементов главной подгруппы VI группы
Схемы строения
n =1 n =2
О — кислород
+8 ) )
0–2+6
.
S:
..
.
4
2p
2
2s
2
2 6
n=1 n=2 n=3
1s
S — сера
4
3p
2
3s
6
2p
2
2s
2
+16 ) ) )
2 8 6
1s
..
..
Se Н:Se:
2
Селено-
водород —
газ
H
3
SO
2
H
в воде
ская и др.
4
SeO
2
Селе-
новая
кислота
H
3
Растворим
в воде
Оксид
селена (VI) SeO
=79
r
твёрдое
(красный,
Селен Se
M
+4
0–2+6
.
..
Se:
.
Se — селен
+34 ) ) ) )
2 8 18 6
n=1 n=2 n=3 n=4
Н
3
SeO
2
Селени с-
тая
кислота
H
2
Оксид
селена (IV) SeO
Растворим
в воде
серый) с
металли-
ческим
блеском
4
p
2
4s
4
p
2
3s
6
p
2
2s
2
1s
..
..
Н
Te Н:Te:
2
Теллуро-
водород —
газ
H
4
TeO
2
Теллу-
ровая
кислота
H
Теллу-
3
Нерастворим
в воде
TeO
кристал.
в-во, серо-
го цвета
с метал-
Оксид
Оксид
теллура (VI)
=128
r
Теллур Te
M
+4
0–2+6
.
.
4
p
2
..
Te:
Te – теллур
+52 ) ) ) ) )
2 8 18 18 6
5s
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5
кислотных свойств. Сила кислот уменьшается
С возрастанием порядкового номера элемента наблюдается ослабление
3
TeO
2
ристая
кислота
H
кислотных свойств оксидов
С возрастанием порядкового номера элемента наблюдается ослабление
теллура (IV)
TeO2Нерастворим
в воде
увеличиваются плотность и интенсивность окраски простых веществ
Характерно явление аллотропии. С возрастанием молекулярной массы
лическим
блеском и
аморфная
форма
уменьшается
С увеличением радиуса атома химическая активность (неметалличность)
236
твёрдые, нелетучие, тугоплавкие вещества
Соли имеют ионную кристаллическую решётку, а поэтому соли —
Таблица 23
..
..
с металлами
Фторид
натрия NaF
Na+ [:F:]
ионная связь
..
Водородные соединения Соединения
..
Фтороводород
HF — газ
H:F:
ковалентная
полярная
_
родсодержащие кислоты
ответствующие им кисло-
Простые вещеста Оксиды — кислотные и со-
2
=38
r
Фтор F
M
газ
_
светло-
зелёного
Хлорид
натрия NaCl
связь
Хлороводород
HCl — газ
Хлорная
кислота
Оксид
хлора (VII)
2
....
=71
..
r
..
Хлор Cl
цвета
:F:F:
M
..
..
Na+ [:Cl:]
ионная связь
..
..
H:Cl:
ковалентная
полярная
4
HClO
—
7
O
2
Cl
бесцветная
масля-
газ
жёлто-
зелёного
Бромид
натрия NaBr
связь
Бромоводород
HBr — газ
Бромная
кислота
нистая
жидкость
Оксид,
соответ-
2
..
=160
..
.. ..
Бром Br
цвета
:Cl:Cl:
M
..
..
Na+ [:Br:]
ионная связь
..
..
H:Br:
ковалентная
полярная
4
НBrO
ствующий
бромной
кислоте,
r
жидкость
красно-
бурого
Иодид
натрия NaI
.. ..
связь
Иодоводород
HI — газ
Иодная
кислота
—
7
O
2
неизвестен
Оксид иода
(VII) I
2
....
..
=254
r
..
Иод I
цвета
:Br:Br:
M
Na+ [:I:]
ионная связь
.. ..
H:I:
ковалентная
полярная
связь
4
HlO
твёрдое
вещество
оранжевого
цвета
твёрдое
вещество
тёмно-
серого
молекул уменьшается и сила кислот увеличивается
кислоты. С возрастанием порядкового номера элемента прочность
решётку, а поэтому они –летучие. Растворяясь в воде, образуют
Водородные соединения имеют молекулярную кристаллическую
ослабевают. Сила кислот уменьшается
С возрастанием порядкового номера элемента кислотные свойства
интенсивность окраски
C возрастанием молекулярной массы увеличиваются плотность и
щества имеют молекулярную кристаллическую решётку – летучие.
В молекулах простых веществ ковалентная неполярная связь. Ве-
..
....
..
цвета
:I:I:
ния
окисле-
0–1–
.
Сравнительная характеристика элементов главной подгруппы VII группы
..
Схемы строения атомов Степень
F — фтор :F:
5
2
2
n =1 n =2
+9 ) )
2 7
2p
2s
1s
0–1+7
.
..
Cl — хлор :Cl:
5
3p
2
3s
6
2p
2
2s
2
n=1 n=2 n=3
+17 ) ) )
2 8 7
1s
237
0–1+7
5
.
..
:Br:
Br — бром
p
2
4s
4
p
2
3s
6
p
2
2s
2
+35 ) ) ) )
2 8 18 7
1s
n=1 n=2 n=3 n=4
0–1+7
5
p
.
..
I — иод :I:
2
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5
+52 ) ) ) ) )
2 8 18 18 7
5s
личность) уменьшается
С увеличением радиуса атома химическая активность (неметал-
Глава 3
Химия и электричество
§ 19. Гальванический элемент
Человек в своей деятельности использует различные виды
энергии. Например, сжигая различные виды топлива, получают тепловую энергию, которую затем при необходимости
превращают в электрическую энергию. Но есть способы непосредственного превращения химической энергии, которая
выделяется в результате химической реакции, в электрическую. Такие превращения химической энергии в электриче-
скую происходят в гальванических элементах и аккумулято-
рах.
В гальваническом элементе возникает разность потенциалов на металлических пластинках из-за разной активности
металлов.
Рис. 6. Гальванический элемент
Zn0 – 2e Zn
Анод (–) — электрод, на котором идёт
процесс окисления
2+
Cu2+ + 2e Cu
Катод (+) — электрод, на котором идёт
процесс восстановления
0
Гальванический элемент, подобно насосу, перекачивает
электроны из одной части системы в другую!
238
В гальваническом элементе разрушается более активный
металл.
Гальванический элемент — это любое устройство, в котором за счёт окислительно-восстановительных реакций получается электрический ток.
Название «гальванический» дано в честь итальянского
учёного Л. Гальвани (1737–1798). Он обнаружил, что мышцы
лягушки, подвешиваемые за нерв к железной решётке на медном крючке, сокращаются при соприкосновении медного
крючка с железной решёткой. Объяснение этому явлению дал
другой итальянский учёный А. Вольта (1745–1827), который
пришёл к выводу, что сокращение мышц вызывает электрический ток, образующийся в цепи, содержащей электроды из
двух разных по своей активности металлов — железа и меди.
Вольта также показал, что более эффективным источником
тока является элемент с цинковым и медным электродами.
Чтобы понять процессы, которые имеют место в гальваническом элементе, нужно немного освежить в памяти строение
металлов — кристаллическую решётку металлов.
В узлах металлической кристаллической решётки имеются одновременно нейтральные атомы и ионы, образовавшиеся
из атомов в результате отщепления той или иной части валентных электронов. Так как все атомы данного металла одинаковы, переход электрона от нейтрального атома к иону может происходить без затраты энергии. Как следствие этого,
в металлической решётке непрерывно осуществляется подобный обмен электронами и всегда имеется некоторое число
электронов свободных, т. е. не принадлежащих в данный
момент каким-либо определённым атомам. В разных по химической активности металлах концентрация свободных
электронов может быть очень различной.
Нагляднее разная активность металлов (т. е. лёгкость отдачи ими электронов) проявляется при вытеснении одних металлов другими из растворов их солей. Так, если опустить
медную проволоку в раствор какой-либо соли цинка, то никакой реакции не будет, так как медь менее активна, чем цинк,
а поэтому атомы меди не будут отдавать свои электроны ионам цинка, находящимся в растворе. Но, если опустить цинковую пластинку в раствор какой-либо соли меди, то цинковая пластинка тотчас же покрывается слоем меди. Это говорит о том, что цинк как более активный металл отдаёт свои
электроны ионам меди, и атомы цинка, теряя электроны, превращаются в ионы цинка. А ионы меди, принимая электроны
239
от атомов цинка, превращаются в нейтральные атомы меди,
которые и осаждаются на поверхности цинка. Это взаимодействие может быть представлено следующим химическим
уравнением:
Zn + CuSO
= Cu + ZnSO
4
4
Запишем данное уравнение в ионном виде:
0
Zn
+ Cu2+ + SO
2–
= Zn2+ + SO
4
2–
+ Cu
4
0
Рассмотрим данную реакцию как окислительно-восста-
новительную реакцию:
0
Zn
+ Cu2+ = Zn2+ + Cu
0
Схема электронного баланса
0
Zn
– 2е Zn
2+
Cu
+ 2е Cu
2+
0
Как видно из схемы электронного баланса, цинк, окисляясь, отдаёт свои электроны на восстановление ионов меди, находящихся в растворе.
Окислительно-восстановительная реакция происходит на
поверхности цинка и электроны от атомов цинка
совершают очень короткий путь к ионам
м е д и, которые подошли к поверхности цинка.
Очевидно, что если бы удалось удлинить
путь перехода электронов от атомов цинка к ионам меди, то мы получили бы поток электронов в одном направлении, т. е. получили бы электрический ток.
Оказалось возможным удлинить путь электронов от атомов более активного металла к ионам менее активного металла — это как раз и происходит в гальванических элементах.
Для этого погружают оба металла, например, медь и цинк, в
растворы их собственных солей, например, соответствующих
сульфатов. (См. рис. 6.)
Цинк как простое вещество — электрически нейтрально.
Под воздействием сильно полярных молекул воды положительно заряженные ионы цинка, отрываясь от пластинки, начинают переходить в слой воды, прилегающий к поверхности
пластинки; на цинковой пластинке накапливаются электроны и в результате цинковая пластинка заряжается отрицательно.
0
Zn
– 2е Zn
2+
Положительно заряженные ионы металла находятся в
пространстве около отрицательно заряженной пластинки.
Между положительно заряженными ионами, перешедшими в
раствор, и противоположно заряженной пластинкой металла
возникает электростатическое притяжение, которое препят-
240
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]